JPH11110714A - 磁気ヘッド及びそれを用いた磁気記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 デジタルＶＴＲやデータストレージ等の大容
量データの記録再生に適した高効率な磁気ヘッドおよび
磁気記録再生装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 非磁性膜６を介して隣り合い、且つ磁化
容易方向が異なる金属磁性膜５ａ、５ｂの間の非磁性膜
の膜厚を５ｎｍ以下にすることにより、非磁性膜を通っ
て隣接金属磁性膜に磁束が渡る時の、非磁性膜の磁気抵
抗の影響を軽減し、記録再生効率の改善ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録媒体に対
して情報信号の記録や再生を行う磁気ヘッド及びそれら
を用いた磁気記録再生装置に関するものであり、特に、
多量の信号を効率よく記録再生するデジタルＶＴＲやコ
ンピュータ用磁気記録再生装置等に用いられる磁気ヘッ
ド及びそれらを用いた磁気記録再生装置とに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、ディジタルＶＴＲやコンピュータ
用磁気記録再生装置のように大容量の情報信号を高速に
記録再生するシステムの開発が盛んになってきており、
磁気記録媒体もこのような多量の情報を記録再生するた
めに、従来の酸化鉄系から合金粉末媒体や金属蒸着媒体
等の高抗磁力媒体へと変わってきた。そこで、磁気ヘッ
ドとしてもこれらの高抗磁力媒体に対応できるような高
飽和磁束密度を有し、記録、再生効率が優れた磁気ヘッ
ドの開発が望まれてきた。

【０００３】従来、このような磁気ヘッドは、主に飽和
磁束密度の高いセンダストやアモルファス磁性合金等の
金属磁性膜と絶縁膜との積層膜の両側を基板で挟持する
積層型構造を有するものとされ、高周波数帯域での渦電
流損失を低減して高周波特性を向上させていた。

【０００４】このような積層型構造の磁気ヘッドは、磁
性膜だけで磁路が構成されており、磁路全体にわたって
高い透磁率が求められ、磁化困難方向だけで磁路を構成
することが望まれるが、磁路は磁性膜面内の全ての方向
をとるため、磁化困難方向だけで磁路を構成することは
困難である。そこで、金属磁性膜の異方性を小さくして
等方性に近い膜を用いる方法や、絶縁膜を介して隣接す
る金属磁性膜の磁化容易方向をほぼ直交させる方法（特
開昭６３−２１７５１１号公報）等が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、等方性
に近い金属磁性膜を用いる方法では、高周波数帯域にお
ける初透磁率が自然共鳴のために低下するので、磁気ヘ
ッドの高周波数特性が劣化するという問題がある。ま
た、絶縁膜を介して隣接する金属磁性膜の磁化容易方向
をほぼ直交させる方法では、積層した金属磁性膜の膜特
性に比べて、磁気ヘッド化した時のヘッド特性が良くな
いという問題がある。

【０００６】本発明は、上記の問題点に鑑み、積層型磁
気ヘッドの形状、磁路等を考慮し、高い記録再生効率を
得ることができる磁気ヘッドおよびそれを用いた磁気記
録再生装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の第１番目の磁気ヘッドは、金属磁性膜と非磁
性膜とを交互に積層した一対の多層膜磁気コアをその端
面同士が対向するように配置して磁気ギャップを形成し
た磁気ヘッドにおいて、非磁性膜を介して隣り合う金属
磁性膜の磁化容易方向が異なる層を少なくとも一つ有
し、且つ前記非磁性膜を介して隣り合う金属磁性膜の磁
化容易方向が異なる層の間の非磁性膜の膜厚が５ｎｍ以
下であることを特徴とする。

【０００８】このような磁気ヘッドによれば、非磁性膜
を介して隣接し、磁化容易方向が異なる金属磁性膜間を
磁束が渡ることによる磁気抵抗の影響が小さくなるた
め、記録再生効率を向上させることができる。

【０００９】次に本発明の第２番目の磁気ヘッドは、積
層磁性膜と絶縁膜とを交互に積層した一対の多層膜磁気
コアをその端面同士が対向するように配置して磁気ギャ
ップを形成した磁気ヘッドにおいて、前記積層磁性膜
は、金属磁性膜と非磁性膜とが交互に積層してなり、非
磁性膜を介して隣り合う金属磁性膜の磁化容易方向が異
なる層を少なくとも一つ有し、且つ前記非磁性膜を介し
て隣り合う金属磁性膜の磁化容易方向が異なる層の間の
非磁性膜の膜厚が５ｎｍ以下であることを特徴とする。

【００１０】このような磁気ヘッドによれば、高周波数
帯域での渦電流の影響や、非磁性膜を介して隣接し、磁
化容易方向の異なる金属磁性膜間を磁束が渡ることによ
る磁気抵抗の影響が小さくなるため、高周波数帯域まで
記録再生効率を向上させることができる。

【００１１】次に本発明の磁気記録再生装置は、前記第
１番目あるいは第２番目のいずれかに記載の磁気ヘッド
を用いるものである。

【００１２】このような磁気記録再生装置によれば、記
録再生効率を向上させることができるため、大容量のデ
ータを高速に記録再生することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照にしながら説明する。

【００１４】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る
磁気ヘッドを模式的に示す斜視図である。図２は、図１
に示した磁気ヘッドにおける、磁気媒体が対向する側の
面（以下、「媒体スライド面」という。）の磁気ギャッ
プ近傍の構成を模式的に示す図である。

【００１５】図１に示した磁気ヘッドにおいては、一対
の非磁性基板１により多層膜磁気コア２が挟み込まれて
おり、一対の多層膜磁気コア２が多層膜端面が対向する
ように配置されて、磁気ギャップ３を形成している。磁
気ヘッドにはコイルを捲回するための巻線窓４がヘッド
厚さ方向に貫通して設けられている。

【００１６】図２に示したように、多層膜磁気コア２
は、金属磁性膜５と非磁性膜６とが交互に積層されるこ
とにより構成されている。金属磁性膜５のうち、非磁性
膜６を挟んで隣接する金属磁性膜の磁化容易方向が膜面
内において、それぞれ磁気ギャップ面と平行５ａ、磁気
ギャップ面と垂直５ｂであり、かつこの一対の金属磁性
膜５ａ、５ｂの間の非磁性膜厚が５ｎｍ以下である。

【００１７】金属磁性膜５および非磁性膜６を構成する
材料としては、従来、磁気ヘッド、特に積層型の磁気ヘ
ッドに用いられてきたものであれば、特に制限されるこ
となく使用することができる。

【００１８】例えば、金属磁性膜５の材料としては、Ｆ
ｅＴａＮ、ＣｏＮｂＺｒＴａ、ＦｅＡｌＳｉなどを、非
磁性膜６の材料としては、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃などを用
いることができる。

【００１９】金属磁性膜５の好ましい厚さを例示すれ
ば、０．０５〜５．０μｍである。本実施の形態の磁気
ヘッドでは、非磁性膜６を介して隣接する金属磁性膜５
ａ、５ｂの磁化容易方向が異なる。そのため、磁気ヘッ
ドに磁束が流れる時は、図３に示すように、非磁性膜６
通って隣接金属磁性膜に磁束が渡ってしまう。また、図
４に示すように、一般的な膜特性測定時には、金属磁性
膜に対して一方向に磁界を印加するため、磁束は非磁性
膜を通って隣接金属磁性膜には渡らない。つまり、積層
した金属磁性膜の膜特性に比べて、磁気ヘッド化した時
のヘッド特性が良くない原因の一つが、この非磁性膜を
通って隣接金属磁性膜に磁束が渡ることによる非磁性膜
の磁気抵抗である。なお、図３、４中の実線矢印は磁束
の流れを示し、破線矢印は磁化容易方向を示す。

【００２０】非磁性膜厚を変化させたシミュレーション
結果を図５に示す。金属磁性膜５の磁化困難方向の透磁
率は５０００、磁化容易方向の透磁率は５００、非磁性
膜６の透磁率は１で一定として、非磁性膜厚を変化させ
た。それぞれの場合の磁気コアの磁気抵抗を求め、非磁
性膜厚が零の時との相対比較を示す。非磁性膜厚が零の
時（０ｄＢ）が最も磁気コアの磁気抵抗が小さく、非磁
性膜厚が増加するにつれて磁気コアの磁気抵抗が増加し
ている。また、非磁性膜厚が５ｎｍ以下では、磁気抵抗
の増加は僅かであるので、非磁性膜の磁気抵抗による磁
気ヘッドの効率低下も僅かであることがわかる。

【００２１】図２に示した膜構造を有する積層型磁気ヘ
ッドを作製した。金属磁性膜５はＦｅＴａＮで膜厚は
０．４μｍ、非磁性膜６はＳｉＯ₂で膜厚は４ｎｍと５
０ｎｍの２種類を作製した。また、金属磁性膜及び非磁
性膜はスパッタリング法で成膜し、金属磁性膜の磁化容
易方向はスパッタ中にマグネットの位置を変化させて制
御した。

【００２２】作製した磁気ヘッドの相対出力の周波数依
存を図６に示す。図中（ａ）は非磁性膜厚が５０ｎｍ、
（ｂ）は非磁性膜厚が４ｎｍのヘッドである。本発明の
磁気ヘッドを用いることにより、全周波数帯域で高出力
化が実現していることがわかる。

【００２３】図７は、本発明の第２の実施の形態に係る
磁気ヘッドにおける、媒体スライド面の磁気ギャップ近
傍の構成を模式的に示す図である。

【００２４】同図に示されるように、本実施の形態の磁
気ヘッドは、積層磁性膜７と絶縁膜８とを交互に積層し
た一対の多層膜磁気コア９をその端面同士が対向するよ
うに配置して磁気ギャップ３を形成した磁気ヘッドであ
る。積層磁性膜７は、金属磁性膜５と非磁性膜６とが交
互に積層されることにより構成されている。金属磁性膜
５のうち、非磁性膜６を挟んで隣接する金属磁性膜の磁
化容易方向が膜面内において、それぞれ磁気ギャップ面
と平行５ａ、磁気ギャップ面と垂直５ｂであり、かつこ
の一対の金属磁性膜５ａ、５ｂの間の非磁性膜厚が５ｎ
ｍ以下である。

【００２５】金属磁性膜５、非磁性膜６及び絶縁膜８を
構成する材料としては、従来、磁気ヘッド、特に積層型
の磁気ヘッドに用いられてきたものであれば、特に制限
されることなく使用することができる。

【００２６】例えば、金属磁性膜５の材料としては、Ｆ
ｅＴａＮ、ＣｏＮｂＺｒＴａ、ＦｅＡｌＳｉなどを、非
磁性膜６の材料としては、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃などを、
絶縁膜８の材料としては、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃などを用
いることができる。

【００２７】金属磁性膜５の好ましい厚さを例示すれ
ば、０．１〜５．０μｍで、絶縁膜８は０．１〜１μｍ
である。

【００２８】本実施の形態の磁気ヘッドは、非磁性膜６
を介して隣接する金属磁性膜５ａ、５ｂの磁化容易方向
が異なるため、非磁性膜を通って隣接金属磁性膜に磁束
が渡ってしまうが、非磁性膜６の厚さを５ｎｍ以下にす
ることにより、非磁性膜の磁気抵抗の影響を軽減し、磁
気ヘッドの効率を改善することが可能である。

【００２９】また、積層磁性膜７と絶縁膜８とを交互に
積層することにより、高周波数帯域での渦電流を抑える
ことが可能となり、高周波数帯域での磁気ヘッドの効率
改善を実現することができる。

【００３０】図７に示した膜構造を有する積層型磁気ヘ
ッドを作製した。金属磁性膜５はＦｅＴａＮで膜厚は
０．４μｍ、非磁性膜６はＳｉＯ₂で膜厚は４ｎｍ、絶
縁膜８はＳｉＯ₂で膜厚は０．１５ｎｍで作製した。ま
た、金属磁性膜、非磁性膜及び絶縁膜はスパッタリング
法で成膜し、金属磁性膜の磁化容易方向はスパッタ中に
マグネットの位置を変化させて制御した。

【００３１】図６（ｃ）に作製した磁気ヘッドの相対出
力の周波数依存を示す。図中（ｂ）の第一の実施の形態
の磁気ヘッドに比べて、高周波数領域で高出力化が実現
していることがわかる。

【００３２】なお、上記した第１及び第２の実施の形態
の磁気ヘッドでは、金属磁性膜の磁化容易方向が２方向
存在し、それらを、非磁性膜を介して交互に積層した場
合について述べたが、非磁性膜を介して隣接する一対の
金属磁性膜の、それぞれの磁化容易方向が異なる層が少
なくとも一つ存在すれば、本発明の効果は期待できる。

【００３３】また、上記した第１及び第２の実施の形態
の磁気ヘッドでは、金属磁性膜の磁化容易方向が、膜面
内において、磁気ギャップ面と平行な方向と磁気ギャッ
プ面と垂直方向の２種類である場合について述べたが、
磁化容易方向や磁化容易方向の数については、これに限
らない。つまり、非磁性膜を介して隣接する一対の金属
磁性膜の、それぞれの磁化容易方向が異なり、非磁性膜
を通って隣接金属磁性膜に磁束が渡る膜構造であれば、
本発明の効果は期待できる。

【００３４】また、上記した第１及び第２の実施の形態
の磁気ヘッドでは、スパッタリング法を用いて成膜した
例について示したが、真空蒸着法、イオンプレーティン
グ法やクラスターイオンビーム法等の真空薄膜形成法を
用いることも可能である。磁化容易方向の制御方法につ
いても、材料や成膜方法に合わせて種々の方法を用いる
ことが可能である。

【００３５】以下、本発明に係る磁気記録再生装置の実
施の形態について図８を参照しながら説明する。

【００３６】図８は、本発明に係る磁気ヘッドを搭載し
た磁気記録再生装置の一例を示す図である。ヘリカル走
査する回転ドラム１０に取り付けられた本発明の磁気ヘ
ッド１１が、走行しつつある磁気テープ１２と接触し、
磁気テープ１２上に信号が記録される。同様にして、本
発明の磁気ヘッドと磁気テープ１２が接触して磁気テー
プ１２上の信号が再生される。

【００３７】本発明の磁気記録再生装置では、記録再生
効率を向上させた磁気ヘッドを用いているため、大容量
のデータを効率よく記録再生することが可能である。

【００３８】なお、記録、再生ともに本発明の磁気ヘッ
ドを用いる磁気記録再生装置について述べたが、記録あ
るいは再生ヘッドのどちらか一方のみに本発明の磁気ヘ
ッドを用いる磁気記録再生装置でも、本発明の効果は期
待できる。

【００３９】また、磁気媒体として磁気テープを用いる
磁気記録再生装置について示したが、磁気ディスクなど
の磁気媒体を用いた磁気記録再生装置でも、本発明の効
果は期待できる。

【００４０】また、本発明は上述した実施の形態に限定
されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で
種々の変更を加えることができる。

【００４１】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明に係る磁
気ヘッドは、非磁性膜を介して隣り合い、且つ磁化容易
方向が異なる金属磁性膜の間の非磁性膜の膜厚を５ｎｍ
以下にすることにより、非磁性膜を通って隣接金属磁性
膜に磁束が渡ってしまう時の、非磁性膜の磁気抵抗の影
響を軽減し、磁気ヘッドの記録再生効率の改善ができる
という効果を奏する。また、この磁気ヘッドを用いるこ
とにより、大容量のデータを効率よく記録再生するのに
適した磁気記録再生装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る磁気ヘッドの
斜視図

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る磁気ヘッドに
おける、磁気媒体スライド面の磁気ギャップ近傍の構成
を模式的に示す図

【図３】磁気ヘッドにおいて、非磁性膜を介して隣り合
い、且つ磁化容易方向が異なる金属磁性膜部分の磁束の
流れを模式的に示す図

【図４】膜特性測定時において、非磁性膜を介して隣り
合い、且つ磁化容易方向が異なる金属磁性膜部分の磁束
の流れを模式的に示す図

【図５】非磁性膜を介して隣り合い、且つ磁化容易方向
が異なる金属磁性膜からなる磁気コアの磁気抵抗と非磁
性膜厚との関係を示すシミュレーション結果の図

【図６】第１の実施の形態の磁気ヘッド、第２の実施の
形態の磁気ヘッド及び従来の磁気ヘッドの相対出力の周
波数特性を示す図

【図７】本発明の第２の実施の形態に係る磁気ヘッドに
おける、磁気媒体スライド面の磁気ギャップ近傍の構成
を模式的に示す図

【図８】本発明に係る磁気ヘッドを搭載した磁気記録再
生装置の一例を示す図

【符号の説明】

１ 非磁性基板 ２，９ 多層膜磁気コア ３ 磁気ギャップ ４ 巻線窓 ５ 金属磁性膜 ５ａ 磁化容易方向が膜面内において、磁気ギャップ面
とほぼ平行な金属磁性膜 ５ｂ 磁化容易方向が膜面内において、磁気ギャップ面
とほぼ垂直な金属磁性膜 ６ 非磁性膜 ７ 積層磁性膜 ８ 絶縁膜 １０ 回転ドラム １１ 磁気ヘッド １２ 磁気テープ １３，１４ 傾斜ポスト １５ 固定ドラム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 夏井 昭長 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属磁性膜と非磁性膜とを交互に積層し
   た一対の多層膜磁気コアをその端面同士が対向するよう
   に配置して磁気ギャップを形成した磁気ヘッドにおい
   て、非磁性膜を介して隣り合う金属磁性膜の磁化容易方
   向が異なる層を少なくとも一つ有し、且つ前記非磁性膜
   を介して隣り合う金属磁性膜の磁化容易方向が異なる層
   の間の非磁性膜の膜厚が５ｎｍ以下であることを特徴と
   する磁気ヘッド。
2. 【請求項２】 積層磁性膜と絶縁膜とを交互に積層した
   一対の多層膜磁気コアをその端面同士が対向するように
   配置して磁気ギャップを形成した磁気ヘッドにおいて、
   前記積層磁性膜は、金属磁性膜と非磁性膜とが交互に積
   層してなり、非磁性膜を介して隣り合う金属磁性膜の磁
   化容易方向が異なる層を少なくとも一つ有し、且つ前記
   非磁性膜を介して隣り合う金属磁性膜の磁化容易方向が
   異なる層の間の非磁性膜の膜厚が５ｎｍ以下であること
   を特徴とする磁気ヘッド。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２のいずれか一項
   に記載の磁気ヘッドを用いることを特徴とする磁気記録
   再生装置。